RU225261U1 - Устройство для сжигания жидкого топлива - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для сжигания жидкого топлива с последующей утилизацией тепла уходящих продуктов сгорания в теплоиспользующих агрегатах, например, в котлах и трубчатых печах, и может быть использована в теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтегазовой промышленности. Задачей предлагаемого решения является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива за счет дополнительной периодической подачи воды с воздухом, что приведет не только к снижению максимальной температуры в топке, т.е. дополнительному сокращению выбросов оксидов азота, но и подавлению образования оксида углерода, сажи и углеводородов за счет их полного выгорания, вследствие образуемого гидроксильного радикала ОН в зоне горения при диссоциации воды с получением СО₂. Для решения поставленной задачи в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, эмульгатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, которая снабжена инжектором с обратным клапаном для подачи холодного воздуха, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, дополнительно оснащается патрубком для подачи воды, заслонкой с пружиной, патрубком в виде диффузора, форсункой. Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит снизить выбросы в атмосферу не только высокотоксичных оксидов азота, но и продуктов неполного горения (сажи, углеводородов и оксида углерода) и тем самым повысить экологическую эффективность сжигания жидкого топлива в устройстве.

Description

Полезная модель относится к устройствам для сжигания жидкого топлива с последующей утилизацией тепла уходящих продуктов сгорания в теплоиспользующих агрегатах, например, в котлах и трубчатых печах, и может быть использована в теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтегазовой промышленности.

Известно устройство для сжигания жидкого топлива, которое содержит последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, снабженной снабжено трубой с распылителем для впрыска пара, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода. (Патент на полезную модель №187320 РФ, МПК В01 3/06. Устройство для сжигания жидкого топлива / В.Д. Катин, В.И. Нестеров, М.Х. Шевцов - №2018139141; Заявлено 06.11.2018; Опубл. 01.03.2019, бюл. №7).

Устройство работает следующим образом.

Жидкое топливо по трубопроводу подачи направляют в фильтр, где его очищают от механических примесей, и далее при помощи насоса направляют по участку трубопровода, проложенному в канале дымохода (длиной 50-100 м), где его нагревают до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из агрегата через дымоход в дымовую трубу. Подогретое жидкое топливо поступает в диспергатор, в котором из него приготовляют однородную эмульсию, подаваемую в форсунку, где происходит распыление и сжигание эмульсии в топке агрегата. Пар через трубу с распылителем впрыскивают в зону горения жидкого топлива, и температура горения существенно снижается, что приводит к сокращению выбросов термических оксидов азота.

Однако данное устройство имеет недостаток, связанный с низкой экологической эффективностью сжигания жидкого топлива, что можно объяснить низким качеством подготовленного к сжиганию жидкого топлива, в виду отсутствия устройств для гомогенизации топлива.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для сжигания жидкого топлива (Патент на полезную модель №207269 РФ, МПК F23K 5/04. Устройство для сжигания жидкого топлива / А.А. Журавлев, В.Д. Катин - №2021120253; Заявлено 08.07.2021; Опубл. 21.10.2021, Бюл. №30).

Устройство для сжигания жидкого топлива содержит последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, эмульгатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, которая снабжена инжектором с обратным клапаном для подачи холодного воздуха, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода.

Устройство работает следующим образом.

Жидкое топливо по подающему трубопроводу поступает в фильтр при помощи насоса. В фильтре жидкое топливо очищается от механический примесей и далее проходит по участку трубопроводу, проложенному в канале дымохода (длиной 50-100 м), где подогреваются до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из агрегата через дымоход в дымовую трубу. Подогретое топливо поступает в диспергатор, в котором измельчается топливо, измельченное топливо поступает в эмульгатор, где образуется однородная эмульсия, подаваемая на форсунку, где происходит распыление и сжигание полученной эмульсии в топке агрегата. Во время горения через инжектор с обратным клапаном подается холодный воздух в топку.

Однако существенным недостатком данного устройства является его пониженная экологическая эффективность, связанная с образованием токсичных оксидов азота, образуемых в факеле жидкого топлива вследствие повышенной температуры в топке, в виду отсутствия отвода образуемого тепла от топки.

Задачей предлагаемого решения является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива за счет дополнительной периодической подачи воды с воздухом, что приведет не только к снижению максимальной температуры в топке, т.е. дополнительному сокращению выбросов оксидов азота, но и подавлению образования оксида углерода, сажи и углеводородов за счет их полного выгорания, вследствие образуемого гидроксильного радикала ОН в зоне горения при диссоциации воды с получением CO₂.

Для решения поставленной задачи в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, эмульгатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, которая снабжена инжектором с обратным клапаном для подачи холодного воздуха, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, дополнительно оснащается патрубком для подачи воды, заслонкой с пружиной, патрубком в виде диффузора, форсункой.

Признаком, отличающим заявляемое решение от прототипа, является дополнительная установка патрубка для подачи воды, заслонки с пружиной, патрубка в виде диффузора, форсунки.

Благодаря данному отличительному признаку существенно повышается экологическая эффективность сжигания жидкого топлива. Это объясняется тем, что периодическая подача воды с холодным воздухом через патрубок в виде диффузора позволит снизить температуру в топке, что в свою очередь снижает энергию активации реакции, при которой становится возможным образование оксидов азота, за счет их более полного выгорания вследствие повышения концентрации в зоне горения гидроксильного радикала ОН, образуемого при диссоциации воды, а также поступающий холодный воздух создает избыток воздуха, при котором снижается количество продуктов неполноты сгорания.

Предлагаемое устройство для сжигания жидкого топлива иллюстрируется на фиг. 1 и фиг. 2.

Устройство содержит теплоиспользующий агрегат 1 с форсункой 2 и топкой 3, дымовую трубу 4, соединенную через дымоход 5 с агрегатом 1, диспергатор 6, насос 7, установленные на трубопроводе 8, на нем же установлен фильтр 9 для удаления из жидкого топлива механических примесей, а также эмульгатор 10, патрубок 11 для подачи воды, на конце которого установлен инжектор с обратным клапаном 12 для подачи холодного воздуха, заслонка с пружиной 13, патрубок в виде диффузора 14, форсунку 15.

Устройство работает следующим образом.

Жидкое топливо по трубопроводу 8 поступает фильтр 9, где оно очищается от механических примесей, и далее при помощи насоса 7 проходит по участку трубопровода 8, проложенному в дымоходе 5 (длиной 50-100 м), где жидкое топливо нагревается до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из топки 3 через дымоход 5 в дымовую трубу 4. Затем подогретое жидкое топливо поступает в диспергатор 6, в котором измельчается топливо, измельченное топливо поступает в эмульгатор 10, где образуется однородная эмульсия, которая с помощью насоса 7 поступает в форсунку 2, где происходит распыление и сжигание полученной эмульсии в топке 3 агрегата 1. Во время сжигания эмульсии по патрубку 11 подается вода, которая под давлением продавливает заслонку с пружиной 13, а в это время через инжектор с обратным клапаном 12 подается холодный воздух, полученная смесь воздуха и воды поступает через патрубок в виде диффузора 14 на форсунку 15, где равномерно распределяется по объему топки 3. Для предотвращения попадания дымовых газов в патрубок 11, подача воды периодически прекращается, и заслонка с пружиной 13 преграждает обратное поступление дымовых газов, а также прекращается подача холодного воздуха через инжектор с обратным клапаном 12.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит снизить выбросы в атмосферу не только высокотоксичных оксидов азота, но и продуктов неполного горения (сажи, углеводородов и оксида углерода) и тем самым повысить экологическую эффективность сжигания жидкого топлива в устройстве.

Claims (1)

1. Устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, эмульгатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, которая снабжена инжектором с обратным клапаном для подачи холодного воздуха, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, отличающееся тем, что устройство дополнительно оснащается патрубком для подачи воды, в котором устанавливается заслонка с пружиной, патрубок в виде диффузора и форсунка.

Images